[发明专利]一种高温高压泡沫静态滤失仪及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温高压泡沫静态滤失仪及其应用，属于石油天然气用泡沫压裂液参数测试的技术领域。

背景技术

泡沫压裂液是一种以气体为分散相、液体为分散介质的均匀分散体系，泡沫压裂液的这种特殊结构使它相对于常规水基压裂液具有粘弹性强、携砂能力强、滤失量低、对储层伤害小、返排能力强等优势。目前国内对泡沫压裂液的现场应用及室内研究都处于起步阶段。泡沫压裂液的评价体系尚不完善，部分传统的水基压裂液性能评价方法不再对这种泡沫流体适用，尤其在采用传统设备和方法对泡沫压裂液进行静态滤失测定时，由于泡沫压缩性及热膨胀性都较强，测试过程中不能保证压裂液的泡沫质量，即泡沫中的气体占总体积的比例，维持稳定，无法得到正确的实验数据。

例如：中国专利CN203452768U公开的一种高温高压静滤失仪，该静态滤失仪需要在常温常压下预先将样品倒入浆杯，采用加热套将浆杯温度升到设定温度后，采用气体调压阀调节杯浆的上下两端气体压力分别为600psi和100psi，从而使杯浆中的样品上下两端形成500psi的压力差，在压力差的作用下样品通过滤纸滤出，使用计量装置测定样品的滤失量。这种滤失设备和测量方法对常规的不可压缩和热膨胀性较小的水基压裂液样品是可行的，但如果样品换成泡沫压裂液，当泡沫质量为60％时，常温常压(温度25℃、压力1.013Pa)下将泡沫加入杯浆，测试过程中两端压力差升高到500Psi,温度由常温升高到的80℃后，根据气体状态方程，杯浆中高压高温状态下泡沫中的气体相对于常温常压下将会被压缩28.7倍，导致泡沫质量严重下降，所测得滤失数据无法表征泡沫质量为60％的泡沫压裂液所具有真实静滤失特性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高温高压泡沫静态滤失仪。本发明能够实现准确测试高温高压状态下泡沫压裂液的静态滤失量，该高温高压泡沫静态滤失仪具有操作简单、可靠性强、经济等特点。

本发明还提供一种上述高温高压泡沫静态滤失仪的应用方法。

本发明技术方案在于：

一种高温高压泡沫静态滤失仪，包括样品杯、与所述样品杯相连的模拟环境压力管路、起泡管路；在所述的样品杯内还设置有测温仪；与所述样品杯的上部设置有回压阀，在所述样品杯的底部设置有第一阀门；在所述样品杯的周围设置有由温度控制器控温的加热套。在本发明中，所述回压阀的作用是控制初始流入样品杯中的泡沫压力值达到测试压力；样品杯上部连接调压器，所述调压器连接第一氮气瓶，所述调压器的作用是控制第一氮气瓶通入样品杯中的气体的压力到达测试压力；所述样品杯上部插入探针温度表，样品杯装入加热套中，加热套连接有温度控制器，通过温度控制器调节加热套的加热温度，通过探针温度表显示样品杯内部温度；所述样品杯下部罐底可打开、采用螺纹密封结构与罐壁连接，样品杯下部还连接有第一阀门。

根据本发明优选的，所述模拟环境压力管路包括与所述样品杯相连的第一氮气瓶、调压器和第二阀门。

根据本发明优选的，所述起泡管路包括顺次连接的第二氮气瓶、气体流量计、第三阀门和单向阀；还包括由平流泵驱替的起泡液中间容器；所述单向阀通过泡沫发生器和第五阀门与所述样品杯相连，所述起泡液中间容器排液口通过第四阀门、泡沫发生器和第五阀门与所述样品杯相连。

根据本发明优选的，所述测温仪为探针温度表；在所述回压阀和样品杯之间设置有第六阀门。

根据本发明优选的，所述第二氮气瓶与所述气体流量计之间采用内径为3mm不锈钢管线连通；所述样品杯为不锈钢圆桶形密封罐。

根据本发明优选的，所述样品杯包括罐体和罐底，所述罐底与所述罐体通过螺纹连接；在所述样品杯内设置有滤纸。

一种上述高温高压泡沫静态滤失仪的应用方法，包括如下步骤：

(1)排空：

打开第六阀门、第五阀门、第三阀门、第一阀门；关闭第二阀门、第四阀门；设定回压阀的流出压力为大气压，打开气体流量计，设定气体流量为标况下30～50mL/min，保持排空10-20min；

(2)形成泡沫：